Leistungsmessung an der Wassermühle 'Otto' in Abbenrode/Harz (Sommersemester 2019) скачать в хорошем качестве

Leistungsmessung an der Wassermühle 'Otto' in Abbenrode/Harz (Sommersemester 2019)

Allgemeines über Teamprojekte an der HS Harz Je nach Studienrichtung arbeiten die Studierenden am Fachbereich Automatisierung und Informatik im fünften bzw. sechsten Semester in kleinen Gruppen an einem Projekt. Dessen Ablauf zu planen, die Zusammenarbeit zu organisieren, die Bearbeitung umzusetzen und die Ergebnisse den Auftraggebern zu präsentieren, sind die Ziele des Teamprojekts. Dabei können die Studierenden ihr zuvor erlerntes Wissen sowohl über Projektmanagement als auch über vielfältige Fachthemen des Studiums praktisch anwenden. Weitere Informationen zu Teamprojekten am Fachbereich 'Automatisierung und Informatik' der Hochschule Harz unter https://www.hs-harz.de/studium/fb-aut... ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Einleitung Innerhalb eines solchen Teamprojektes beschäftigten die Teilnehmer im Sommersemester 2019 mit der Frage, wie hoch die Leistung und der entsprechende Wirkungsgrad einer bestehenden historischen #Wassermühle aus dem 19. Jahrhundert ist. Dazu führten sie zweierlei Messungen an der Wassermühle „Otto“ in #Abbenrode durch. Versuch 1 Um die rotatorische Leistung der Mühle P_mech zu berechnen, wird das Drehmoment M sowie die Winkelgeschwindigkeit ω benötigt: P_mech = M⋅ω = (F_z ⋅r)⋅(2𝜋⋅n) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Zitate aus der Abschlussdokumentation der Studierenden: "Der Radius des Mühlrads war schnell ermittelt. Aufwendiger waren hingegen die Messungen von F_z. Zunächst wickelten wir ein langes Seil mehrere Male um das Mühlrad. An dem Seil hing ein Kraftmesser, der F_z bestimmen sollte, während wir daran zogen und so das Rad zum Drehen brachten. Gleichzeitig befanden sich am #Wasserrad mehrere Reflektorstreifen, wodurch wir mit Hilfe eines Lasertachometers die Drehzahl messen konnten. n ließ sich zudem aus den Filmen    • Wassermühle Otto in Abbenrode   des laufenden Mühlenrades ermitteln: eine Umdrehung in ca. 5 Sekunden, d.h. 12 Umdrehungen pro Minute. Letztendlich ergab sich ein mittleres Drehmoment von 1040 Nm, was wiederum zu einer mechanischen Leistung von 1307 W führte. Versuch 2 Beim zweiten Versuch sollte die hydraulische Leistung des Wassers P_hydro ermittelt werden: P_hydro = V'⋅ρ_Wasser⋅g⋅h Da es sich bei der Dichte des Wassers ρ_Wasser und der Fallbeschleunigung g um Konstanten handelt, mussten wir nur noch V' und h herausfinden. Letzteres war mittels Zollstock schnell gemessen (3,5 m), nachdem die Mühle durch Wasser zum Laufen gebracht wurde. Schwieriger war die Messung des Durchflusses V', weil kein genaues Messverfahren zur Verfügung stand. Mit den Abmessungen des Schützes ließ es sich anhand einer Durchflussformel für unterströmte Bauwerke allerdings mit 48 l/s abschätzen. Das Leistungspotential des Wassers betrug demnach P_hydro = 1664W Daraus berechneten wir final den Wirkungsgrad: η = P_out / P_in = P_mech / P_hydro = 1307 W / 1664 W = 0,785 ≈ 79% Dieser Wert mag zunächst sehr hoch erscheinen, entspricht jedoch in etwa dem realistischen Wirkungsgrad eines oberschlächtigen Wasserrades." ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Gruppenmitglieder: Astrid Holec, Jessica Birgit Wymark, Laura Corinne Deutloff , Lena Katharina Meyer, Maureen Engel, Sophia Frede, Sven-Eric Becker, Vladislav Kononov